主水泵低壓雙回路供電線路及設備的研究應用

高香如

（同煤集團四臺礦機電科，山西 大同 037003）

1 概況

宏達煤業公司屬資源整合礦井，基礎差，技術力量薄弱，井下供電設備和線路不完善。四臺礦作為“一對一”援助單位，積極研究解決井下雙回路供電問題。宏達礦在主排水泵供電系統改造中，按照《煤礦安全規程》的要求，主排水泵供電必須實現雙回路，即當一回路供電因故障中斷時，另一回路立即可靠投入，以防止由于供電中斷，使主排水泵停止工作，礦井涌水不斷增加，淹沒水位越來越高，以致淹沒采掘工作面，甚至整個礦井，對礦井安全造成影響。但以前往往是采用高壓電源下井才能實現雙回路供電，主水倉還需增設高壓開關。低壓系統由于電控設備的原因無法真正實現雙回路供電，因而主水泵在一回供電中斷，另一回投入時必須重新供電，影響時間長，可靠性差，對礦井主排水泵的安全運行造成威脅。

2 研制成果

經本礦機電部門人員多次研究、探討、設計，對宏達礦井下主排水泵采用低壓雙回路供電線路和華榮集團制造的KBZ2系列饋電開關設備組成，共有3臺，其中，1臺I段母線開關，1臺II段母線開關，1臺母聯開關。當I段母線投入時，II段開關不能合閘，聯路開關可合閘；當II段母線投入時，I段開關不能合閘，聯絡開關亦可合閘，這樣保證了3臺水泵在任何情況下都能有電，使水泵具備啟動條件，具體見圖1。

圖1 宏達礦主水泵供電系統圖

利用饋電開關來實現兩段母線的切換投入，其主要原理圖1就是在I段進線開關內部安裝兩個中間繼電器KA4與KA8，在II段開關內部安裝1個中間繼電器KA4，通過將I、II段開關的KA4常閉觸點共同串接在聯絡開關的KA1繼電器回路，將聯絡開關的斷路器輔助常閉觸點QF和I段開關的中間繼電器KA4的常閉觸點串接在II段開關的繼電器KA1回路，將聯絡開關的斷路器輔助常閉觸點QF和II段開關的KA4常閉觸點串接在I段開關的繼電器KA1回路。這種電氣相互閉鎖的設計可有效地保證兩段母線僅有一段母線投入，兩段母線絕對不能同時投入，保證了線路在倒閘過程中的電氣安全。同時為了保證兩段母線的檢漏功能，還特別設計了KA8中間繼電器，將I段開關的KA4常閉觸點與II段開關的KA8常開觸點共同投入至II段開關的檢漏回路，保證了在II段母線投入時II段開關具有附加直流電源檢測的漏電保護功能；將II段開關的斷路器輔助常閉觸點QF與II段開關的中間繼電器KA8常開觸點共同串接入到I段開關的檢漏回路，使得在I段母線投入時，I段開關亦具有附加直流電源檢測功能。

3 創新點

該供電電路設計不僅使雙回路供電實現安全可靠，而且具有以下特點：①保護功能齊全。該設備具有過載、短路、欠壓、斷相、欠壓三相不平衡、漏電閉鎖、瓦斯斷電、對稱性漏電和選擇性漏電保護功能，保證了線路的供電安全。②適用范圍廣。可適用380 V、660V、1140V各種電壓等級的電網，額定工作電流有200A、400A、500 A、630 A可滿足不同負荷的需求。③切換的快速、可靠性高。該設備采用電動合閘，電動、手動相結合的分閘方式，使線路倒閘做到快速、準確。與過去機械式合閘機構相比，故障率大大降低，可靠性大為提高。④安全性。通過中間繼電器KA4和KA8及斷路器輔助觸點之間的多層閉鎖實現了I段開關合閘，II段開關不能合閘，保證了母線投入的唯一性，避免了短路事故的發生，保證了電網供電的安全。

4 效益

4.1 經濟效益

應用低壓雙回路供電系統可節約高壓開關及供電電纜等設備費、材料費58萬元，節約人工安裝費6萬元，共計節約資金64萬元。

4.2 社會效益

該系統于2011年8月30日安裝完畢并投入運行以來，兩段母線相互切換安全可靠，未發生一起電氣故障，實現了雙回路供電的快速、安全，避免了由于線路倒運行出現的影響主排水泵正常運轉的事故和電氣安全事故。實現了主排水泵的安全運行，保證了礦井的安全生產。與過去母線倒運行時需重新供電相比，該設備大大縮短了停電時間，使得排水效率顯著提高，有著明顯的安全效益。

5 推廣應用前景

針對資源整合礦井井下多采用低壓供電，該供電線路及設備在煤礦井下低壓電網中使用，解決了井下重要負荷的雙回路安全供電問題。其可應用于井下主排水泵、采區下山水泵、局部通風機、瓦斯抽放泵等重要設備的雙回路供電，具有廣泛的適用性和推廣價值。其設備是一種具有廣闊市場前景的產品，目前在同煤集團乃至煤炭系統均處于領先水平，該設備在宏達礦井下主水泵供電系統的成功使用，充分證明其具有良好的推廣價值，它的廣泛運用必將為完善井下低壓供配電技術提供有力的支持。